8º ANO – Parte 2
ELETRICIDADE
A Eletricidade é o movimento, usualmente de elétrons,
produzido a partir de dois pontos de um condutor. É, em termos gerais, a área
da Física que estuda os fenômenos causados pelo trabalho das cargas elétricas.
Essa forma
de energia está presente no nosso cotidiano não só nos aparelhos eletrônicos,
mas também na natureza - descargas elétricas que resultam em relâmpagos, por
exemplo. A eletricidade é, atualmente, o principal tipo de energia existente.
A energia elétrica é
a principal fonte de energia do mundo, produzida a partir do potencial elétrico
de dois pontos de um condutor
PRINCIPAIS
ÁREAS DE ESTUDO
O conceito é tão amplo que existem áreas de estudo
que se ocupam cada uma de um aspecto da eletricidade:
·
Eletrostática: dedica-se
ao comportamento das cargas elétricas sem movimento, ou em estado de repouso.
·
Eletrodinâmica: ao
contrário da eletricidade estática, a eletrodinâmica é, como indica o seu nome,
dinâmica e, portanto, está em constante movimento.
HISTÓRIA DA
ELETRICIDADE
A eletricidade foi descoberta pelo “pai da
Ciência”, o filósofo grego Tales de Mileto (625 a.C. -547 a.C).
O achado
que viria a revolucionar o mundo foi descoberto ao acaso, quando o pensador
esfregou uma substância chamada âmbar com pele de animal e observou que a
partir disso pequenos objetos se movimentavam atraídos como pelo efeito de
um ímã.
Foi
o filósofo grego Tales de Mileto quem descobriu por meio de uma experiência as
cargas elétricas e, a partir disso, a palavra "eletricidade"
começou a ser utilizada.
Na
sequência, iniciaram-se e alargaram-se os estudos nessa matéria durante largos
anos. Entre outros pesquisadores, Otto von Guericke inventa
uma máquina de cargas elétricas e Stephen Gray examina
a diferença do comportamento dos condutores e dos isolantes elétricos.
Benjamin Franklin inventou o pára-raios no
século XVIII. No século XIX, Luigi Galvani inventou
a pilha voltaica, até que Hans Christian Örsted descobriu
a relação da eletricidade e o magnetismo. Finalmente, surge a hidrelétrica, que
é atualmente a principal fonte de energia do Brasil.
O QUE É ELETRICIDADE ESTÁTICA?
A eletricidade
estática é o processo de concentração de cargas elétricas em repouso que, a
partir do contato ou aproximação com outro corpo se atrita e, transferindo
carga para esse corpo, manifesta-se.
Exemplo disso são
as explosões que podem acontecer com materiais inflamáveis.
A eletricidade estática é objeto de estudo da área eletrostática, tal
como foi mencionado acima.
ELETRICIDADE E
MAGNETISMO
Eletricidade e
Magnetismo são ambos fenômenos que se relacionam entre si. Uma vez que o magnetismo tem a
capacidade de atrair corpos, a eletricidade, por sua vez, produz um efeito
magnético na medida em que está sujeita a condutores que permitem a sua
movimentação.
O eletromagnetismo se ocupa da relação estabelecida entre eletricidade e
magnetismo.
A carga elétrica é
um conceito físico que determina as interações eletromagnéticas dos corpos
eletrizados.
Assim,
a partir do atrito entre os corpos, ocorre o fenômeno chamado “eletrização”,
de modo que todos os corpos possuem a propriedade de se atraírem ou se repelirem.
Dessa forma, cargas de mesma natureza (positivo e positivo,
negativo e negativo) se repelem, enquanto as cargas de sinais contrários
(positivas e negativas) se atraem.
Isso ocorre pelo fato que as cargas elétricas são formadas por
partículas elementares que constituem os átomos, conhecidas como prótons (carga
positiva), elétrons (carga negativa) e nêutrons (carga neutra).
No
Sistema Internacional, a unidade de carga elétrica é o Coulomb (C)
em homenagem ao físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) pelas
suas contribuições nos estudos da eletricidade.
Carga elétrica é
uma propriedade da matéria, assim como a massa. A carga elétrica macroscópica de um
corpo surge em razão da diferença entre o número de prótons e elétrons, nesse caso dizemos que o corpo
encontra-se carregado ou eletrizado.
Por outro lado, quando a quantidade de
elétrons e prótons for a mesma, dizemos que o corpo está neutro. Portanto,
mesmo quando neutros, os corpos ainda apresentam cargas elétricas, entretanto,
essas estão balanceadas.
A carga elétrica tem origem em partículas
subatômicas: os prótons apresentam o menor valor de carga
positiva, enquanto os elétrons apresentam o menor valor de carga negativa.
Os nêutrons, por sua vez, são partículas
eletricamente neutras.
TIPOS DE CARGA ELÉTRICA
Existem dois tipos de carga elétrica,
as positivas e as negativas. Ambas são definidas exclusivamente
por sinais algébricos, por convenção atribui-se à carga do elétron o sinal
negativo e à carga do próton o sinal positivo.
Esses sinais, entretanto, são
meramente arbitrários. Por exemplo: não haveria qualquer problema se, em
algum momento, a carga dos elétrons passasse a ser descrita com o sinal
positivo e a carga dos prótons tornasse-se negativa. O importante é que essas
duas cargas se atraem quando seu sinal é diferente, do contrário, elas
tendem a repelir-se.
e – elétron
N – nêutron
Ilustração Fonte: https://www.infoescola.com/fisica/carga-eletrica/ - consulta em 23/03/20
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
Existem três processos de eletrização: eletrização por atrito, eletrização por contato e eletrização por indução.
Todos os corpos ou matérias são constituídos por átomos, e estes são formados por partículas menores denominadas elétrons, prótons e nêutrons.
Prótons e elétrons possuem carga elétrica de mesma intensidade (valor), mas de sinais contrários, em que o próton é a carga positiva e o elétron, a carga negativa.
No átomo em seu estado natural não existe uma predominância de carga elétrica, por que o número de prótons é igual ao número de elétrons, o que o torna neutro. No entanto, quando ele perde ou ganha elétrons dizemos que está eletrizado.
CORPO ELETRIZADO POSITIVAMENTE
Quando um corpo possui uma maior quantidade de cargas positivas, dizemos que perdeu elétrons, e por isso está eletrizado positivamente.
Obs.: Um corpo nunca ganha prótons, porque está localizado na parte central do núcleo do átomo.
CORPO ELETRIZADO NEGATIVAMENTE
É quando um corpo possui mais cargas negativas que positivas, ou seja, quando ganha elétrons.
Atração dos corpos
Quando partículas estão eletrizadas com cargas de sinais contrários, se atraem.
Prótons e elétrons possuem carga elétrica de mesma intensidade (valor), mas de sinais contrários, em que o próton é a carga positiva e o elétron, a carga negativa.
No átomo em seu estado natural não existe uma predominância de carga elétrica, por que o número de prótons é igual ao número de elétrons, o que o torna neutro. No entanto, quando ele perde ou ganha elétrons dizemos que está eletrizado.
CORPO ELETRIZADO POSITIVAMENTE
Quando um corpo possui uma maior quantidade de cargas positivas, dizemos que perdeu elétrons, e por isso está eletrizado positivamente.
Obs.: Um corpo nunca ganha prótons, porque está localizado na parte central do núcleo do átomo.
CORPO ELETRIZADO NEGATIVAMENTE
É quando um corpo possui mais cargas negativas que positivas, ou seja, quando ganha elétrons.
Atração dos corpos
Quando partículas estão eletrizadas com cargas de sinais contrários, se atraem.
Atração
Repulsão dos corpos
Quando partículas estão eletrizadas com cargas de sinais iguais, se repelem.
Quando partículas estão eletrizadas com cargas de sinais iguais, se repelem.
Repulsão
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
Quando dois corpos inicialmente neutros são atritados, se eletrizam e, em virtude do atrito ocasionado, um corpo ficará com carga positiva e o outro com carga negativa.
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO
Quando dois corpos inicialmente neutros são atritados, se eletrizam e, em virtude do atrito ocasionado, um corpo ficará com carga positiva e o outro com carga negativa.
Processo de eletrização por atrito ente o vidro e a lã
ELETRIZAÇÃO POR CONTATO
Quando dois corpos (um eletrizado e outro inicialmente neutro) entram em contato, o corpo neutro fica com a mesma carga do eletrizado.
Quando dois corpos (um eletrizado e outro inicialmente neutro) entram em contato, o corpo neutro fica com a mesma carga do eletrizado.
Processo de Eletrização por contato
ELETRIZAÇÃO POR INDUÇÃO
É quando a eletrização de um corpo inicialmente neutro (induzido) acontece por simples aproximação de um corpo carregado (indutor), sem que haja contato entre os corpos. O induzido deve estar ligado a Terra ou a um corpo maior que possa lhe fornecer elétrons ou que dele os receba num fluxo provocado pela presença do indutor.
É quando a eletrização de um corpo inicialmente neutro (induzido) acontece por simples aproximação de um corpo carregado (indutor), sem que haja contato entre os corpos. O induzido deve estar ligado a Terra ou a um corpo maior que possa lhe fornecer elétrons ou que dele os receba num fluxo provocado pela presença do indutor.
Processo de eletrização por indução
Questão -1 - Sobre as cargas elétricas de um corpo podemos afirmar que:
A) Possui cargas negativas um corpo que tem maior quantidade de elétrons em relação ao número de prótons.
B) Possui carga negativa um corpo que tem maior quantidade de prótons em relação ao seu número de elétrons.
C) Quando os corpos carregados negativamente ganham os prótons que faltam, suas cargas se equilibram e cessa a atração.
D) Corpos com cargas de mesmo sinal de atraem.
A) Possui cargas negativas um corpo que tem maior quantidade de elétrons em relação ao número de prótons.
B) Possui carga negativa um corpo que tem maior quantidade de prótons em relação ao seu número de elétrons.
C) Quando os corpos carregados negativamente ganham os prótons que faltam, suas cargas se equilibram e cessa a atração.
D) Corpos com cargas de mesmo sinal de atraem.
Questão -2 - Com base nas fotos:
Responda:
A) O que transforma energia elétrica em luz e calor?
B) O que gera eletricidade?
C) O que conduz a eletricidade?
D) O que abre e fecha o circuito?
Questão -3 - Quando dois corpos são atritados, pode ocorrer a passagem de elétrons de um corpo para o outro. Nesse caso diz-se que houve uma eletrização por atrito.
O bastão de
plástico, depois do atrito:
A) ganhou elétrons e a lã perdeu.
B) ganhou prótons e a lã perdeu.
C) perdeu elétrons e a lã ganhou.
D) perdeu prótons e a lã ganhou.
Questão -5 - Maria, esfregou o pente várias vezes no cabelo, aproximou-o de pedacinhos de papel. Notou que o pente atraia os pequenos pedaços de papel.
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Questão -6 - Pesquisa – O que são e como ocorrem os relâmpagos?
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